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第29章 植物学科猜想(3)

阿拉伯芥含有一种通常到秋季才会发挥作用,使植物叶片变成红色的基因。丹麦科学家对这种植物进行了基因工程处理,使这种变色基因在遇到二氧化氮时就会“开启”。大多数传统炸药都会或多或少地释放出二氧化氮,转基因阿拉伯芥能够通过根部感知这种气体的存在。实验显示,在确认有地雷之后3~5周,转基因阿拉伯芥的叶子就会渐渐地由绿色变成红色,这样,人们就可以通过观察地面上阿拉伯芥的生长状况来判断地面下有没有地雷了。

南非科学家最近也培育出一种可以探测地雷的转基因烟草,这种植物中含有一种特殊基因,可以激活西红柿和苹果中含有的红色色素。当烟草的根系探测到地雷中泄漏出的二氧化氮时,绿色叶子随之变为红色,持续时间达10周之久。研究人员在实验室和温室对这种植物进行了成功测验,现在正在进行实地试验。

由于探雷植物需要数月才能成长起来,所以,它们在战场上的用途并不大,但在战争结束后,把这些探雷植物的种子用飞机或直升机撒下去,等它们长出来后,人们从花或叶的颜色就可知道哪些区域布有地雷。

虽然现在有的科学家对植物探雷器的实用价值存在疑问,不过,更多的研究人员认为,植物探雷手段的问世,已经开阔了人们的视野,而且必将推动人类扫雷历程的新进展。

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用做“探雷器”的植物都是转基因植物。所谓转基因植物是拥有来自其他物种基因的植物。该基因变化过程可以来自不同物种之间的杂交,但今天该名词更多的是特指那些在实验室里通过重组DNA技术人工插入其他物种基因以创造出拥有新特性的植物。

风靡世界的鲜花食品

春天让世界变得姹紫嫣红,各色鲜花争相绽放,花姿摇曳,高雅别致又生机勃勃。时下,人们的餐桌也出现了不少“花”食品,如鲜花饮品、鲜花酒和鲜花制作的各式糕点、酱料等,鲜花餐饮正成为现代人心仪的美味佳肴。

鲜花作食,自古有之。早在我国的先秦时期,鲜花就被人们食用。屈原《离骚》中就有“朝饮木兰之坠露兮,夕餐秋菊之落英”的描写。《神农本草经》中菊花被列为上品,说“服之轻身而耐老”。汉唐时期是古人食花的盛期,传说每到农历二月十三这天,武则天就命宫女们用鲜花与碾碎的大米制成米糕自食,还分赐给百姓庶民们吃。到了宋、明、清各代,都有用花卉制成的食馔的记载。

鲜花食品在国外也有着悠久的历史。16世纪,欧洲诸国便有了食用香红花的习俗。西班牙用香红花调制什锦饭,法国人拿它来做火锅。在美洲,仙人掌历来是传统的食品,人们用它煮汤吃、烤着吃、做饼吃,腌着吃,还用来酿酒。南瓜花在法国和意大利当菜吃,伊朗、斯里兰卡、印度用它做咖喱酱,朝鲜用它做罐头。现在,在欧美一些国家和地区,被用来加工食品的鲜花已达数百种。如芥子花、秋海棠、旱金莲、南瓜花、春莴苣花、金盏花等,都可以用来配制成鲜花色拉。其中旱金莲有点辛辣,春莴苣花带点甜味,都可直接用来点缀色拉;金盏花若与煮鱼的沙司一起煮,南瓜花若与蟹、鱼等海鲜同时烹制,均别有风味。在亚洲,根据联合国粮农组织出版的《东南亚食品成分表》记载,有10多种花卉已成为该地区居民餐桌上的常用食品,东南亚各城市都有专门出售可供食用的鲜花市场。

花卉食品之所以能够在世界上日渐流行,是因为花食文化是人类饮食文化中最绚丽、最多彩的篇章,是素菜中最富诗情画意的一页。特别诱人的是它营养价值高。根据植物学家们的研究,作为植物器官的花朵与蔬菜花果本身一样,营养十分丰富,尤其是盛开时的鲜花含有大量花粉,而花粉已被科学家证实含有96种物质,包括22种氨基酸、18种维生素、27种微量元素等。营养学家指出,除花粉外,还没有哪一种食物能包括全部人体所需的营养成分,因而花粉是地球上最完美的食物。以万寿菊为例,花瓣中含有丰富的胡萝卜素、抗菌素、生长素、维生素C、P、E以及微量元素铁、锌、镁、钾等,共达27种之多。科学家的研究还发现,花卉中的蛋白质多以游离氨基酸的形式存在,含量远远胜过牛肉、鸡蛋、干酪,维生素C的含量高于新鲜水果,其营养价值比牛肉、鸡蛋高7~8倍。据说,花卉中还含有一种尚未被人们开发但又能增强人类体质的高效生物活性物质。

我国是世界上花卉品种和花卉种植最多的国家之一。在广袤的国土上,一年四季到处都有鲜花开放,春兰、夏荷、秋菊、冬梅……此花刚谢,彼花又开,花卉数量惊人,是一座巨大的营养库,也是大自然对人类的慷慨馈赠。愿花卉食品在神州大地再掀新潮,让色、香、味俱佳的花馔美食走上千家万户的餐桌。

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花卉可以吃的部分包括鳞茎、根部、枝叶、花蕾、花瓣、花蕊等部分。目前已知的可食花卉总数多达500种以上。其中既有野生植物,又有园栽植物;既有药用植物,又有山间野菜。神奇的“生态植物”

人类在长期的观察中发现,自然界中有的植物对环境中的一些物质很敏感,它们对这些物质的多少和变化,能产生各种反应或信息。聪明的人,就用它们来定性地监测和评价环境质量的好坏和趋势,并且把有这种特性的植物作为治理环境污染的帮手,这些能保护环境的植物叫做生态植物。

地衣、苔藓植物、紫花苜蓿对二氧化硫敏感,在没有特殊环境因素的变化下,它们的枯黄、枯死则告诉人们大气中有了过量的二氧化硫气体。此外,现在人们还用香蒲、火炭母、金荞麦、杏、梅、葡萄等监测氟的污染,用苹果、玉米、桃、洋葱监测氯的污染等。

水体被污染的情况,也可以从一些水生生物的情况做出简单的判断。如水中浮萍茂盛,藻类疯长,表明水中的氮、磷、钾等营养物质过剩,导致水体富营养化了。

自然界的植物与环境中有害物质长期互相作用、互相影响,多处在相对稳定的动态平衡中,有的逐渐适应,有的中毒被淘汰,所以,植物与人类一样,都有对环境的适应和对变化条件的抵抗能力,那些对某些污染物有很强抗御能力的,人类就可以用来在有大气污染的地方作为绿化材料;或利用它们吸收污染物的性质,来吸收大气中的污染物,起到吸毒器、空气净化器的作用。

1986年,前苏联切尔诺贝利核电站发生事故,造成核物质泄漏,辐射损伤300多人,使31人立即丧生,周围大片土地受到放射性污染,10多万居民紧急迁散。人死了不能复生,受伤者可以医治,核电站可以封死,可周围土地里的那些放射性污染物,筛也筛不掉,拣也无法拣,怎么办呢?这些受污染的土地能复生吗?

法国核防护研究所的专家发现,在核污染的土地上种植鹅观草,草长满后,用割草机割除几厘米就能除掉几乎全部核污染物。鹅观草是一种多年生草本植物,草秆丛生,直立,高可达1米。1991年夏天,在切尔诺贝利核污染区首次试验。尽管那里的土壤不适合种植鹅观草,但是荒地上还是长满了鹅观草,割除5厘米后,土壤中95%的核物质被除掉。割除的草烧掉后,将草灰按处理核废物的办法进行深埋或用其他方法处理。据估计,在切尔诺贝利污染区可种植6万公顷鹅观草,几年之后,那里的土地就能获得新生。

德国有40%的土地不同程度上也受到了有毒化合物和重金属的污染。已有的净化土地的方法既费钱又破坏了土壤的生态环境。于是,德国科学家把目标放在植物上,着手培育能吸收土壤重金属的植物。他们首先发现的一种生态植物是荞麦。荞麦一般人都知道,是一种一年生的农作物,茎红叶绿,果实为黑色三菱形。荞麦面含胆固醇低,是人们喜爱的保健营养食品。荞麦年产量可达每公顷200至300吨,1公顷荞麦从土壤中可吸取24公斤铝和322公斤锌。在重金属污染的土地上种植荞麦,荞麦收获后虽然不宜食用,但可用做发电厂的燃料,燃烧后金属留在灰渣中,灰渣可以有针对性地作为肥料施给那些缺少这些金属元素的土壤。发电厂所发的电能可弥补耕作的全部费用。

加拿大科学家非常重视生态植物新品种的研究与开发。他们用遗传工程改良植物的净化功能。研究人员正在对油菜、烟草和紫花苜蓿等多种植物进行遗传改良,并且试验用催化剂加速植物吸收金属的反应。科学家的主要目标是利用他们培育的转基因植物净化加拿大很多矿山附近的污染土地。

总之,利用植物这一报警器,简单方便,既监测了污染,又美化了环境,可谓一举两得。

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利用植物监测环境污染比使用仪器成本低,适于开展群众性监测活动。另外,植物不仅能监测现时的污染,而且还能指示过去的污染情况,而这些用一般仪器是测不出来的。所以,用生态植物来监测并改善环境有着很好的发展前景。

烟草的新用途

大家都知道,吸烟有害健康。那么烟是从哪里来的呢?原来烟主要是由茄科烟草属植物烟草的叶子加工而成的。

烟草属植物大约有60多种,但真正用于制造卷烟和烟丝的只有两种,其他品种很少用。目前人们普遍认为烟草最早源于美洲。考古发现,人类尚处于原始社会时,烟草就进入到美洲居民的生活中了。那时,人们在采集食物时,无意识地摘下一片植物叶子放在嘴里咀嚼,因其具有很强的刺激性,正好起到恢复体力和提神鼓劲的作用,于是便经常采来咀嚼,次数多了,便成了一种嗜好。

1492年10月,哥伦布率领探险队到达美洲时,就看到当地人在吸烟。1558年,航海水手们将烟草种子带回葡萄牙,随后传遍欧洲。我国的烟草是16世纪相继由菲律宾、越南、朝鲜传入的。

烟草在植物学上没有什么出奇之处,但它却含有一种特殊的生物碱——尼古丁。尼古丁是在烟草的根中合成的,然后输送到茎和叶,是烟草的异性代谢物质,它可以使人成瘾,所以在国外,有人把它叫相思之草,意思是嗜烟的人离不开它,一时不吸就想得发慌。因为吸入尼古丁,可以引起一时的精神兴奋,所以有人就说,吸烟可以有助于“灵感”发生,其实这只不过是一种假象,吸烟能损害健康。首先,吸烟时烟草中的尼古丁以及其他一些有毒物质要刺激喉咙和气管黏膜,引起多痰多咳,长期吸烟,会引起上呼吸道感染,日久发生肺气肿和肺心病,严重影响呼吸功能,甚至缩短寿命。其次,吸烟可以引起癌症。最近流行病学研究指出,百分之八十的癌症是由环境因素引起的,肺癌是直接吸入致癌物质所致,人们普遍认为香烟和烟制品是癌的主要致病因素,在长期吸烟和大量吸烟的人中,肺癌发病率很高。环境性致癌物质引起人类癌症的潜伏期平均为15~25年,所以青少年吸烟十分令人担心,如果他们长期吸烟,人到中年后,他们有些人就会受到癌症的摧残。那么,烟草是不是就没有一点好处呢?这也不一定。因为烟草在开发食品和药物资源方面的诸多潜在用途现在正在不断地被发现。

烟草是著名的模式作物,可当作生物反应器将其他作物的抗癌、抗艾滋病以及有益于人们健康的基因导入烟草,使其充分表达,然后利用生物技术予以提取,可加工成治病强身的“灵丹妙药”。最近,美国一位分子生物学家丹尼尔教授就发现,烟草经过基因改良后可以用来救命,因为新型的转基因烟草可以用来生产炭疽病疫苗、胰岛素等药物。

丹尼尔花了20年时间来研究通过转基因作物生产药物。他之所以最终选择烟草来生产药物,是因为烟草是一种常年生长而且繁殖能力强的植物,每棵植株能生产100万颗种子。另外,用烟草来生产药物可以变害为利,而且可以节省粮食,让食用植物不再用于制造相关的药物。为了制造出炭疽疫苗,丹尼尔教授将疫苗基因注入到烟草细胞的叶绿体基因组中。在最近全国的一次试验中,研究人员从转基因烟草中提取出炭疽病疫苗,然后注射到小白鼠体内;这些小白鼠在遭受炭疽病毒的袭击后,健康地存活下来了。下一步是在人的身上做实验,检测药物对人体免疫系统的作用。也许在未来几年内,患者就可以用上由烟草生产的相关药物了。由此看来,烟草有益于健康的潜在用途并不比用做卷烟所起的经济作用逊色。

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20世纪50年代以来,全球范围内已有大量流行病学研究证实,吸烟是导致肺癌的首要危险因素。为了引起国际社会对烟草危害人类健康的重视,世界卫生组织1987年将每年的4月7日定为“世界无烟日”,以督促烟民们改掉吸烟这种不良的卫生习惯。自1989年起,世界无烟日改为每年的5月31日。

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